谷歌量子霸權遭遇IBM質疑|海外頭條

若卡 2019-10-25 22:27

創業邦

00:00 00:00:00

編者按:

《海外頭條》是創業邦推出的海外欄目,服務于廣大創業人群,為他們提供專業、有啟發性和實用性的海外訊息。

欄目通過分享優秀的行業熱點文章,幫助創業者打開新思路,洞悉全球市場動向,掌握大企業背后的秘密。創業不應盲目,張開眼睛看世界,才能找到新風景。

上個月,谷歌可能取得量子霸權的消息讓整個量子計算世界充滿了希望。NASA網站上出現了一篇論文的草稿,介紹了谷歌所取得的量子霸權的成績,但很快就被撤下了。

10月23日晚,同一份論文的最后版本在《自然》(Nature)雜志上發表,正式確認了先前被火速刪除的論文草稿中所提及的內容。

谷歌認為,它已經達到了所謂的量子優勢,證明了量子計算機能夠在合理時間內解決經典計算機所解決不了的問題。

這一重磅消息引起了廣泛關注,也被稱為是量子領域的里程碑事件。

本期推介文章來自Extreme Tech網站的文章《谷歌正式宣布取得了量子霸權》(Google Formally Claims to Have Achieved Quantum Supremacy),作者 Joel Hruska試圖回答一個問題,這真的是量子霸權毫無爭議實現的時刻嗎?

作者首先提到,根據IBM的說法,問題的答案是否定的。

為了實現量子霸權,谷歌需要證明量子計算機能夠以經典計算機無法達到的速度執行一系列操作。要知道,在宇宙熱寂之前,有些問題是現代經典計算機無法用當前一切手段能夠解決的。

科學家們只能通過改進用于計算工作負載的底層算法來尋找更快的方法。而編寫最高效的算法是一項非常復雜的任務,涉及到從硬件平臺的功能到用于生成底層代碼的語言和編譯器的所有內容。

在這其中,尋找新的捷徑和更有效的解決問題方法是經典的高性能計算提高分析復雜數據速度的主要途徑,超過了摩爾定律和其他硬件改進對此的影響。

谷歌聲稱它已經取得了量子領域的領先地位,因為該公司的Sycamore處理器對一個量子電路產生的隨機數字100 萬次采樣只需要200秒,同時維持很低的誤差率,而就目前的基準來說,世界最強超算 Summit完成同等任務大約需要 1萬年。

不過,作者指出,就在谷歌的論文正式發表在《自然》雜志上幾天前,IBM也發表了一篇論文,聲稱有一種方法可以在經典計算機上執行谷歌所選擇的工作負載。

IBM在論文里提到,二次存儲可以擴展超級計算機的計算范圍,用于模擬量子電路。他們估計在橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratories)的最強超算Summit上,二次存儲器可以實現任意深度地高保真模擬53-和54-量子位的Sycamore電路處理器。這種專門為挑戰經典的模擬算法而設計的超級計算,IBM預估其所需時間為兩天半。

也就是說,谷歌希望通過實現一個在合理時間內無法在經典系統上執行的計算,來實現量子霸權。IBM試圖爭辯說谷歌所取得的成績實際上并不能達到量子霸權的地位來削弱谷歌的競爭力。因為IBM說它可以以特定的方式擴展一臺超級計算機,使其在2.5天內完成相同的計算。

但作者認為,這只是IBM薄弱的反擊。

一方面,谷歌闡述的是它已經完成的事情,而IBM描述的是它在理論上可以完成的事情。

另一方面,谷歌所找到的比當前傳統計算機執行任務快得多的方法適用于更大范圍的量子研究和改進。如果因此能夠在量子計算方面的工作激發出更高效的經典計算算法,那么就軟件開發而言,這將是一個雙贏的局面。

作者為了進一步闡明量子計算的意義,介紹了數字計算的發展歷程。通過參考早期的數字計算,可能更容易理解量子計算和經典計算之間的關系。

在初期,雖然數字計算機最終超越了模擬計算機,但最早的數字計算機是基于繼電器的機電系統,比當時的模擬計算機還要慢得多。所以在數字計算機完全接管制造業之前,很多重要操作都是由數字-模擬計算機的混合體完成的。

從這個角度來看,“數字霸權”并不是一個此消彼長的事件。模擬計算機在數字計算機出現后的幾十年里仍然不斷改進,速度不斷變快,能力不斷變強。只不過數字機器改進得更快,能夠解決更廣泛的問題,隨著時間的推移,數字計算機才取代了模擬系統。

與數字計算和模擬計算相比,量子計算和經典計算的一個重要區別是,沒有人指望量子計算機會取代經典計算機。

量子計算機需要液氮才能運行,而且沒有辦法復制那種可以放在桌子下或口袋里的盒式冷卻裝置。在這種情況下,并不存在上述同樣的替換周期。

人們應該預料到的是,隨著量子計算機和經典計算機的不斷發展,經典計算機將繼續有能力處理它們曾經無法有效計算的測試,同時量子計算機將以一種完全不同的方式在這些測試中提高它們的能力。

換句話說,即使IBM有一種聰明的加速方法可以使這個特定的解決方案在經典計算機上模擬出來,但通用量子計算機中量子位的快速增長將很快使這種解決方案無法工作。隨著可用量子位元數目的增加,量子計算可以解決的問題數目也會增加。

因此,谷歌達到絕對的量子霸權了嗎?作者的答案是目前看來已經達到了,盡管在未來的幾天或幾周內,許多目光敏銳的人將更仔細地研究這篇論文。IBM試圖否定的事實也沒有獲得大多科學家的認同。

多年來,人們一直質疑是否有可能建造量子計算機。今天,研究人員正在努力研究如何讓量子計算機真正投入工作使用。

谷歌邁出了量子計算領域“登月的第一步”,即使爭議存在,量子霸權的問題似乎在很大程度上是一個“何時”的問題,而不是“如果”的問題。

本文為創業邦原創,未經授權不得轉載,否則創業邦將保留向其追究法律責任的權利。如需轉載或有任何疑問,請聯系[email protected]


熱文榜 TOP

查看更多
  • APP
  • 公眾號
  • 微博
  • 知乎
中國創業者的信息平臺和服務平臺,幫助中國創業者實現創業夢想
創業邦公眾號,帶你隨時了解與創業有關的人、事、錢
邦哥自留地,輕松充電,秒知圈內事
創業邦知乎機構號,帶你以另一種方式了解世界
今晚福彩开奖号码预测